Energiespeicherung am Meeresgrund
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- Caroline Dieter
- vor 6 Jahren
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1 Energiespeicherung am Meeresgrund Matthias Puchta 11. Master Class Course Conference Renewable Energies, Berlin, Quelle: Bild Hochtief FKZ: B
2 Residuallast (GW) Beispiel Szenario: 100% Erneuerbarer Strom in Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 2007) 40 Ausgleich notwendig Überschüsse: TWh Defizite: 43.5 TWh Minimale Residuallast: GW Maximale Residuallast 48.2 GW -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat 2010 Defizite (Last > EE-Einspeisung) Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) Quelle: IWES-Berechnungen für UBA Energieziel 100% Strom aus EE
3 Ausgleichsbedarf der Defizite Beispielszenario 2050 Unterschiedliche Anforderungen an Ausgleichsmöglichkeiten! Quelle: Daten nach BMU Leitstudie 2011
4 Entladezeit Discharge time [h] Kapazitäten und Entladezeiten verschiedener Speicher a 1 m Jahre Wochen-/Monate PHS SNG (PtG) SNG 10 1 d CAES CAES Tage H h Batteries 0,1 0,01 Fly Wheels Spulen Stunden 0,001 1 kwh 10 kwh 100 kwh 1 MWh 10 MWh 100 MWh 1 GWh 10 GWh 100 GWh Kapazität der Speichersysteme Storage capacity of different storage systems 1 TWh 10 TWh 100 TWh
5 Pumpspeicherkraftwerke (PSW) Funktionsprinzip: Speicherung potentieller Energie Anwendungen: Kurz-Mittelfristiger Speicher (h-d) Netzdienstleistungen, Spitzenlast Eigenschaften: Geringe Energiekosten Geographische Abhängigkeit Hohe Kapazität und Wirkungsgrade (bis 88%) Hohe Baukosten & Lange Bauzeit Status & Trend: Ca. 99 % aller Kapazitäten (D: 7GW, 40GWh) Planungen D (!) +2,76 GW bis 2020 Weltweit 152GW * F&E: Neuartige Gefällenutzung Ca. 340 Projekte PSW Goldisthal, 1GW, 8h, 302m *Quelle: ; Quelle Bild rechts unten: bmwi-energiewende.de; Quelle Grafik rechts oben: eon Grafik Bayrischer Rundfunk (BR); Quelle Karte rechts oben:
6 Weitergedacht. Offshore Pumpspeicherkraftwerk Projekt STENSEA Betonkugel entspricht unterem Speicherbecken eines PSW Quelle: Bild Hochtief, Funktionsschema IWES
7 Entwicklungsphasen Projekt STENSEA Phase 1 Machbarkeit Phase 2 Modellversuch [ ] Phase 3 Pilotversuch Projektbeteiligte: Fraunhofer IWES, Hochtief, Uni-Stuttgart Idee: Prof. Horst Schmidt-Böcking, Prof. Gerhard Luther Laufzeit BMWi-Förderprojekt bis 06/2017 (Phase 1 und 2)
8 Entwicklungsphasen Projekt STENSEA Phase 1 Machbarkeit Phase 2 Modellversuch [ ] Phase 3 Pilotversuch
9 Technische Daten STENSEA Konzept Material: Beton Turbine: 5 MW Entladezeit: 4 h Kapazität: 20 MWh Wirkungsgrad: % Durchmesser: 30 m Wandstärke: 2,70 m Speichervolumen: m³ Druck: 70 bar/700m Gewicht: > Auftriebskraft! Quelle: Bilder oben und unten links Hochtief
10 GIS-basierte Potentialanalyse ( m Wassertiefe) Land Potential [TWh] Weltweit ~817 Top 10 Welt ~628 Top 10 EU ~166 USA ~75 Japan ~70
11 GIS-basierte Potentialanalyse Rund 1000 km² Potential in Norwegischer Rinne 8 GWh /1 km² ~8 TWh theoretische Speicherkapazität Possible Connection to the Grid Offshore Grid
12 Spezifische Investitionskosten Speichertechnologien Metastudie Energiespeicher Szenario: Kugeln pro Speicherfarm h/a bzw Zyklen/a Ergebnis: Investitionskosten 7,8 bis 9,9 M /Kugel Spezifische Investitionskosten bis /kw Zyklenkosten1,6 ct/kwh bis 2,0 ct/kwh STENSEA Quellen: UMSICHT, IWES; Metastudie Energiespeicher für BMWi
13 Entwicklungsphasen Projekt STENSEA Phase 1 Machbarkeit Phase 2 Modellversuch [ ] Phase 3 Pilotversuch
14 Modellversuch im Bodensee (1:10) Technologieerprobung Überlingen Versuch 11/ /2016 (ca. 4 Wochen) 100m Wassertiefe Standortidentifikation mit Karten des ISF (Projekt Tiefenschärfe) Ziel: Ergebnisübertragung auf 1:1 Anlage Quelle Straßenkarte oben: Google Maps, Quelle Tiefenprofil Bodensee Projekt Tiefenschärfe ISF
15 Konstruktion der Betonkugel Quelle: Hochtief Solutions AG
16 Transport der Kugel zum IWES Testgelände Bad Hersfeld
17 Labortests auf IWES-Testgelände in Bad Hersfeld Tests der einzelnen Komponenten Inbetriebnahme der einzelnen Komponenten Integration in das Gesamtsystem Test des Gesamtsystems
18 Modellversuch im Bodensee
19 Modellversuch im Bodensee
20 Modellversuch im Bodensee Modellversuch bereits erfolgreich! Datenanalyse läuft Rückbau ab
21 Entwicklungsphasen Projekt STENSEA Phase 1 Machbarkeit Phase 2 Modellversuch [ ] Phase 3 Pilotversuch
22 eine Speicheroption der Zukunft! Dipl.-Ing. Matthias Puchta Abteilungsleiter Energiespeicher Bereich Energieverfahrenstechnik Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Website:
23 Weitere Infos im Web unter
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